掘進(jìn)巷道頻繁遇斷層技術(shù)探索

徐文健　齊新林

摘要：大雁礦業(yè)集團(tuán)公司雁南煤礦在施工的東翼271層四區(qū)段運(yùn)輸順槽時，由于地質(zhì)資料不詳，巷道施工中頻繁出現(xiàn)預(yù)想不到的斷層，給施工隊(duì)的施工進(jìn)度造成了重大阻礙。大雁礦業(yè)集團(tuán)公司雁南煤礦工程技術(shù)人員決定對掘進(jìn)巷道施工中頻繁出現(xiàn)預(yù)想不到的斷層開始進(jìn)行研究，文章即為對此情況進(jìn)行的闡述。

關(guān)鍵詞：掘進(jìn)巷道；技術(shù)參數(shù)；斷層分析；頂板破碎；爆破參數(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TD163 文章編號：1009-2374（2015）01-0159-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0080

神華大雁礦業(yè)集團(tuán)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市鄂溫克族自治旗境內(nèi)，現(xiàn)擁有大雁礦區(qū)東部區(qū)、西部區(qū)和伊敏河?xùn)|區(qū)三大煤田，煤炭總儲量97.2億噸，煤種屬中灰、低硫、低磷環(huán)保型褐煤，平均發(fā)熱量3800大卡/千克。大雁礦業(yè)集團(tuán)資產(chǎn)總額25.8億元，在職職工1.8萬人，企業(yè)規(guī)模為國有大型二檔，資信等級為AA。公司下設(shè)子（分）公司23個，有生產(chǎn)礦井三對，生產(chǎn)能力600萬噸。經(jīng)過多年的發(fā)展與建設(shè)，企業(yè)目前已形成以煤炭生產(chǎn)為主，兼營熱電聯(lián)產(chǎn)、基建施工、建材生產(chǎn)、勘測設(shè)計(jì)、機(jī)電修配、農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)旅游等多元化產(chǎn)業(yè)

格局。

1 項(xiàng)目研究情況分析

大雁礦業(yè)集團(tuán)公司雁南煤礦自2013年初開始分階段對此項(xiàng)目進(jìn)行研究：

第一階段：1～3月，對巷道掘進(jìn)施工中遇到的200～300mm落差的小斷層進(jìn)行分析研究。

在施工東翼282層三區(qū)段掘進(jìn)巷道時，出現(xiàn)若干個落差在200～300mm的小斷層，雖然此種小斷層對巷道掘進(jìn)影響非常有限，但我們也充分利用此地質(zhì)條件進(jìn)行研究和工作。在此期間，由隊(duì)技術(shù)員和有經(jīng)驗(yàn)的班段長在現(xiàn)場對作業(yè)人員講解和分析剛剛揭露的斷層，并針對此類斷層給作業(yè)人員講解應(yīng)做出怎么的施工方案和相應(yīng)的加強(qiáng)巷道支護(hù)方法。與此同時，在現(xiàn)場假想如果遇到落差為1.0～3.0m的斷層時，應(yīng)怎樣對巷道頂?shù)装暹M(jìn)行調(diào)整和根據(jù)頂幫破碎情況采取相應(yīng)的加強(qiáng)支護(hù)方法，加強(qiáng)作業(yè)人員對遇到斷層的應(yīng)對措施。

第二階段：4～6月，對原地質(zhì)資料曾經(jīng)揭露的斷層在本區(qū)段掘進(jìn)巷道內(nèi)實(shí)際揭露。

在施工東翼282層三區(qū)段下順槽至1650m時，揭露其原地質(zhì)資料顯示的F7斷層，揭露該處斷層為正斷層，落差為1.3m，與巷道施工方向斜交，巷道由斷層上盤穿過斷層面進(jìn)入斷層下盤。井下作業(yè)人員針對以往所遇到斷層施工的經(jīng)驗(yàn)成功地對巷道層位進(jìn)行了調(diào)整（即將巷道逐漸提高緩慢進(jìn)入斷層下盤），使該處巷道平緩?fù)ㄟ^斷層帶，使巷道少穿巖，頂、底板起伏小，并對巷道進(jìn)行打點(diǎn)柱，備棚，成功地對巷道進(jìn)行了有效支護(hù)。此次成功地通過了斷層，避免了以往巷道起伏過大，造成皮帶無法安裝，最后對巷道進(jìn)行挑頂、拉底順坡。

第三階段：7～9月，對預(yù)想不到的斷層進(jìn)行分析和推測，做出正確的施工方案。

在施工東翼282層三區(qū)段開切眼20m時，突然出現(xiàn)頂板煤層厚度逐漸變薄，由最初頂板3.0m厚的煤層逐漸變?yōu)?.5m，平均巷道每施工1.0m頂煤變薄0.5m，依據(jù)此情況我們進(jìn)行分析，猜測頂板煤層變薄的原因是頂板上部及工作面前方將有傾角較小的的斷層存在所導(dǎo)致煤層斷開（即上盤下降），致使煤層變薄巷道由煤層下盤進(jìn)入上盤，施工至40m時出現(xiàn)一傾角為5°的斷層，斷層過后2.0m，頂煤恢復(fù)正常2.2m厚度。我們對斷層成功的預(yù)測，并對巷道施工層位提前調(diào)整，減少巷道大坡度起伏，并改變支護(hù)形式對頂板加強(qiáng)支護(hù)。

在施工東翼282層三區(qū)段開切眼時，依據(jù)地質(zhì)資料顯示，在施工90m時巷道內(nèi)將出現(xiàn)一個落差為3.0m的斷層，采取了邊探邊掘，巷道出現(xiàn)頂板壓力大，淋水加大，采取了及時觀測頂板動態(tài)情況，依據(jù)頂板情況采用樹脂藥卷全長錨固和打設(shè)點(diǎn)柱，并且每天對錨桿進(jìn)行拉拔力試驗(yàn)。

合理的爆破參數(shù)是解決頂板破碎的一種方法。要據(jù)據(jù)巷道煤巖性特征，合理布置炮眼，控制裝藥量，可以避免由于放炮引起的冒頂事故。采取多打眼、淺打眼、少裝藥的光面爆破技術(shù)，施工時采用風(fēng)鎬輔助刷大斷面，盡量減少對頂板的震動破壞。其技術(shù)路線有：（1）縮小周邊眼抵抗線，使輔助眼與周邊眼的外口距離控制在400mm以內(nèi)；（2）周邊眼盡量靠近輪廓線；（3）采取多打眼、淺打眼、少裝藥的爆破工藝，煤巷周邊眼裝藥量150g，眼距控制在400mm以內(nèi)；（4）利用毫秒延期電雷管微差爆破的優(yōu)勢，合理分配掏槽、輔助、周邊眼雷管段數(shù)，達(dá)至預(yù)期爆破效果；（5）破碎頂板循環(huán)進(jìn)尺過大不利于頂板控制，采取縮小循環(huán)進(jìn)尺，短掘快進(jìn)，循環(huán)進(jìn)尺保持為800mm（即一排錨桿的排距），可有效控制頂板；（6）施工巷道過斷層或破碎帶時，在打眼放炮前提前處理頂板，如在工作面迎頭頂板斜上方打設(shè)前探錨桿，提高頂板巖體的強(qiáng)度，人為增加頂板的穩(wěn)定性，進(jìn)而達(dá)至控制頂板的目的；（7）巷道盡量一次成形，避免巷道重復(fù)翻修帶來頂板二次破壞保證巷道標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)標(biāo)。

經(jīng)過近一年的努力工作，使我隊(duì)在巷道掘進(jìn)施工中有較大提高，特別是在遇到斷層等地質(zhì)條件復(fù)雜情況下的施工。

巷道掘進(jìn)過斷層時，斷層破碎帶地段一次成巷，避免了巷道二次翻修，使巷道維護(hù)性能好，節(jié)省了人力、物力和時間。如果遇斷層時，巷道層位沒有進(jìn)行及時調(diào)整。巷道會出現(xiàn)由于頂、底板起伏過大，造成皮帶掉貨嚴(yán)重或皮帶無法通過巷道。過斷層期間如果沒有采取有效的支護(hù)，巷道經(jīng)過一段時間可能會出現(xiàn)頂板下沉、兩幫鼓出，使巷道收斂嚴(yán)重，結(jié)果是造成工作面停產(chǎn)。最后將抽調(diào)部分人力用于扒頂和拉底。扒頂后對頂板重新打錨桿、掛鐵絲網(wǎng)并架棚進(jìn)行支護(hù)，浪費(fèi)了大量的人力、物力和時間，而且由于巷道受到第二次破壞巷道維護(hù)困難，巷道可能會出現(xiàn)多次翻修，嚴(yán)重時可能會出現(xiàn)冒頂事故。

例如：東翼282層三區(qū)段下順槽施工至1650m處如果巷道層位沒有及時調(diào)整，施工完畢后再返過來進(jìn)行扒頂、拉底順坡。至少要對斷層前、后5m范圍內(nèi)進(jìn)行扒頂、拉底，此處翻修將使用錨桿75套，樹脂藥卷75支，木墊板75塊，鐵絲網(wǎng)37m3。僅此項(xiàng)材料就損失人民幣3403元。還將損失部分人力到此處進(jìn)行翻修，造成工作面停產(chǎn)，至少4天才能完成此處的翻修。如翻修不及時和翻修不當(dāng)還很有可能出現(xiàn)頂板冒頂事故造成重大損失和給施工人員生命造成很大威脅。

2 工作中存在的問題

（1）作業(yè)人員對井下斷層產(chǎn)狀要素描述不清楚，使地面人員無法對斷層進(jìn)行判斷，不能及時對井下施工進(jìn)行指導(dǎo)。

（2）作業(yè)人員對井下斷層分析情況不足，盲目進(jìn)行掘進(jìn)，造成巷道起伏過大，給巷道皮帶安裝和運(yùn)輸帶來很大負(fù)擔(dān)。

（3）井下人員不能對小落差斷層進(jìn)行清楚分析后做出正確施工方案。

（4）井下施工人員對巷道斷層透水事故安全意識淡薄，存在僥幸心理，給施工帶來不安全隱患。

3 結(jié)論

（1）由于掘進(jìn)巷道頻繁出現(xiàn)斷層，使井下作業(yè)人員在工程技術(shù)人員沒有到達(dá)現(xiàn)場情況下能夠?qū)π÷洳顢鄬舆M(jìn)行正確分析并做出正確施工方案。

（2）工作中，由于對斷層的正確認(rèn)識和分析，可大大減少對巷道的后期的拉底、扒頂順坡工程量，這樣一來可減少大量的人力、物力。

（3）利用放假期間對職工進(jìn)行安全技術(shù)培訓(xùn)時，增加一項(xiàng)對井下斷層施工中安全注意事項(xiàng)以及分析斷層的方法，能夠使作業(yè)人員了解斷層各種產(chǎn)狀要素，使作業(yè)人員發(fā)現(xiàn)斷層后能及時向井上值班工作人員說明井下斷層的具體情況，以便地面人員第一時間對井下情況進(jìn)行全面了解。

作者簡介：徐文健，男，內(nèi)蒙古神華大雁集團(tuán)公司雁南煤礦生產(chǎn)技術(shù)科技術(shù)員，助理工程師，研究方向：采礦工程；齊新林，男，內(nèi)蒙古神華大雁集團(tuán)公司雁南煤礦生產(chǎn)技術(shù)科技術(shù)員，助理工程師，研究方向：采礦工程。

（責(zé)任編輯：蔣建華）endprint